喷泉给排水设计的浅谈

摘要: 本文以某大学校园广场为例，介绍了校园广场的给排水工程的设计特点, 提出了当广场排水坡度不能满足设计要求时的具体解决办法, 并探讨了绿地雨水排放中应该注意的盲管铺设间距及渗水层铺设问题。

关键词: 校园广场; 广场排水;喷泉设计

Abstract: Based on a university campus square as an example, this paper introduces the campus square to design characteristics of drainage engineering and puts forward the concrete solution when the square drainage slope can not meet the design requirements as well as discusses the laying spacing and water seepage layer laying problems should pay attention to green drainage blind pipes.

Keywords: Campus Square Plaza fountain design; drainage;

中图分类号：TU992文献标识码A 文章编号

某大学于2010年9 月修建的校园广场占地为3.2 x104 m2, 包括欧式大门、大理石广场、多种花草树木构成不同图案的绿地、水池、旱池喷泉等几部分。其设计标准较高, 地势相对较低、较平坦, 如按规范要求进行给排水工程设计具有一定的难度, 为此提出了一系列解决方案。

1喷泉设计

喷泉水质要求符合现行的《生活饮用水卫生规范》规定的感官性状指标, 水源选用自来水。根据《建筑给水排水工程规范》第2. 10. 2 条要求, 循环系统的补充水量采用循环流量的5% ~ 10% , 本设计的循环流量为1 520 m3/ h, 则补充水量为76~ 152m3/ h。根据该地区喷泉雾化指标较低、挥发量较少的特点, 设计时将补充水量适当取小一些, 设计为50 m3/ h, 几个月的运行表明, 50 m3/ h 的补充水量完全可以满足要求。

喷泉设计水流以丰满粗壮向上喷射为主, 以不同形式、数量众多的其他喷头从不同角度向中间喷射为辅。根据喷头的布置情况, 由喷头的工作参数( 如喷射高度、流量等) 经水力计算确定供水管道的管径、水泵的扬程和流量。旱池周围设万向直流喷头104 个, 可任意调整角度向中央喷射, 中央设雪松喷头13 个, 从里至外分为10、8、6 m 三个高度向上喷射。在水池中心线上设雪松喷头24 个, 三层可调花喷头7 个, 玉缨银菇喷头2 个, 以不同高度向上喷射。为了使各种类型不同高度的喷头能独立喷射,提供不同形式的喷射效果, 共设计4 种类型的潜水泵16 台。

2喷灌设计

（1）喷灌用水量确定

喷灌水源也采用自来水, 要确定喷灌用水量则必须先确定允许喷灌强度, 其值与土壤质地、灌水定额和水滴直径等因素有关。根据《喷灌工程技术规范》( GBJ 85 — 85) 并结合其他参考值[ 1] , 确定设计喷灌强度为8 mm/ h。广场绿地面积为9 160 m2, 则喷灌用水量为73. 28 m3/ h。

（2）喷灌给水系统设计

在对广场中央的两条绿化带选择和布置喷头时, 以不影响绿地的美景并符合《喷灌工程技术规范》( GBJ 85—85) 中规定的喷灌均匀系数≥75% 和雾化指标为20~ 30 kPa/ mm 的要求为原则, 选用美国进口的埋地式伸缩喷头供水。两边的花草树木采用普通水龙头以人工浇灌方式供水, 同时, 普通水龙头还可提供广场的冲洗用水。由于喷泉用水与绿地喷灌用水一般不同时使用, 故在计算广场总用水量时, 各项用水量不累加, 取较大值( 即绿地喷灌用水量为73. 28 m3/ h) 为广场设计总用水量, 又因绿地喷灌用水分地段进行, 总进水管管径仍然按喷泉用水量( 50 m3/ h) 确定为DN 100。

3排水工程设计

广场位于市政排水管的起点, 排水管道( DN 1 000) 的管底埋设深度仅2. 1 m, 由于暴雨时雨水排放按满流考虑, 实际水面埋深仅为1. 1 m。广场最西端距排放口直线距离为368 m, 再加上管道转弯的长度总计约为455m, 如果按平均坡度i= 0. 4% 计算, 管道的坡度降为1. 82 m。由于地面标高只有0. 5 m 的坡降, 即使按排水管道起端埋深为零计算, 广场雨水排水管道末端的埋深也有1. 32 m, 低于市政排水管道1. 1 m 的埋深。特别是绿地排水, 部分采用了暗埋盲管的排水方式, 其管顶的覆土厚度应不小于0. 5 m, 按规范要求进行设计显然无法排放雨水, 为了解决此问题, 采取了以下措施:

（1）地面集水时间取较高值

地面集水时间是从汇水面积最远点流到第1 个雨水口的时间, 《室外排水设计规范》规定地面集水时间一般取5~ 15 min, 由于广场在暴雨期间人流稀少, 取12 min; 起点雨水口上游地面流行距离取为100 m, 这样可充分利用起端地面径流排水, 从而缩短排水管长度, 减小管道埋深。

（2）增大设计管径

由于较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时不会很长, 故一般情况下雨水管道的设计充满度按满流考虑, 即h/ d = 1, 且为了避免雨水所挟带的泥沙等无机物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道, 满流时管道内流速应不小于0. 75 m/ s。而广场与城市相比面积较小, 且泥沙等无机物质也较少, 因此管道设计流速可取0. 7 m/ s 左右, 设计充满度按非满流考虑, 取h/ d= 0. 7 左右, 以增大设计管径, 这样可减小埋设坡度, 从而减小管道埋深。

（3）增设一条排水管道

广场的绿化面积为9 160 m2, 南北最大宽度仅为125 m, 按一般设计要求, 可以只设计两条DN 600 的排水管, 但为了解决雨水排放坡度不够的原因, 在北侧增设一条DN 600 的排水管以将广场最远处雨水单独排放。多设一条排水管, 虽然增加了基建投资, 但与广场总造价相比其相对增加值非常小, 不会造成多大影响。

采取了以上措施后, 管道的坡度降为0. 96 m,排水管道起端埋深可为0. 66 m, 符合有关要求。

4绿地排水系统设计

对南北两边的绿地排除雨水的方式采用自然放坡排放, 依据《公园设计规范》 的要求采用坡度为3% ~ 5%。对广场中央两条绿化带, 为了满足广场整体美观的要求, 没有设计雨水排放坡度, 而是采用地下设盲管排放雨水, 具体参照地下防水工程质量验收规范中的有关规定: 地下集水管的设计间距为5~ 10 m, 同时参照文献 [ 2] 中提出的盲管垂直设计间距为7 m、文献 [ 3] 中提出的设计间距为10 m 左右, 再考虑到绿地对排水的要求相对于足球场较低, 在最大降雨时不要求将水迅速排出, 由此设计绿地排水盲管间距为12 m, 同时须满足:

（1）种植地表向盲管方向的排水坡度> 0. 5%;

（2）栽植土层厚度> 30 cm, 密度为1. 17~1. 45 g / cm3, 总孔隙度> 45% , 非毛细管孔隙度>10%;

（3）排水管采用DN 100 的厚壁PVC 穿孔滤管。渗水层按滤料粒径级配大小分层铺设, 如图1所示。

图1 渗水层结构简图

经过几场暴雨的检验, 按上述要求铺设的盲管排水效果较好, 未出现长时间积水现象。

5结语

（1）广场给水设计水量应根据实际情况确定,不能简单地将各种设计用水量累加。

（2）当广场坡度不能满足排水要求时可采用增加地面集水时间、增大设计管径、增设排水管道等相应措施。

（3）绿地盲管铺设间距可比足球场的略大一些,设计时可取为12 m, 但必须同时满足有关铺设要求。

参考文献:

[1] 丁文铎. 城市绿地喷灌[ M] . 北京: 中国林业出版社,2010.

[2] 张永才. 足球场草坪养护与管理[ J] . 中国园林, 2007,(3) : 62- 64.

[3] 李向军.关于体育场场地喷灌和排水系统设计的探讨[J] .中国给水排水,2007, 18( 5) : 60- 61.